À la poursuite du prochain superordinateur

La recherche d’ordinateurs toujours plus puissants étant capables de résoudre un nombre incommensurable d’équations, mène des scientifiques à repousser les limites de la physique telle que nous la connaissons actuellement.

Ainsi, pour dévoiler les mystères de la mécanique quantique, l’Université de Sherbrooke (UdeS) a récemment créé la Chaire en calcul quantique (CQ) et en intelligence artificielle (IA).

Ce domaine d’études utilisera les principes de la physique quantique et de l’IA pour développer des avancées dans les deux secteurs.

Effectivement, l’IA pourrait ouvrir la voie à des engins plus stables et efficaces, alors que le CQ offrirait une puissance de calcul exponentielle aux algorithmes d’IA.

C’est par ailleurs un physicien théoricien qui dirigera cette chaire. Stefanos Kourtis, professeur au Département de physique et membre de l’Institut quantique (IQ) de l’UdeS y sera à sa tête, accompagné d’une demi-douzaine d’étudiants à la maîtrise et au doctorat.

« Notre tâche sera de découvrir de nouvelles méthodes en CQ afin de valoriser les dispositifs actuels », explique le professeur Kourtis.

PARTENARIATS

À court terme, ces recherches intéressent surtout le milieu de la physique quantique et des mathématiques, et peuvent paraître un peu ésotériques pour le commun des mortels.

Toutefois, plusieurs industries lorgnent déjà des opportunités dans le domaine. Des partenaires de l’IQ, spécialisés en défense et en cybersécurité ou encore en santé, y voient une possibilité pour améliorer leurs systèmes.

Les premiers espèrent utiliser le CQ pour approfondir la cryptographie, soit la science des codes secrets, des mots de passe et de la protection des données.

« Pour les superordinateurs classiques, le dénombrement des structures combinatoires, un pan des mathématiques utilisé en cryptographie, peut présenter des difficultés qui pourraient être résolues par le CQ », souligne le professeur Kourtis.

Stefanos Kourtis, professeur au Département de physique de la Faculté des sciences avec des membres de son équipe de recherche.
Photo : Université de Sherbrooke / Michel Caron

Le secteur de la santé y voit aussi une avenue pour renforcer les outils d’apprentissage profond qui administrent des quantités astronomiques de données, que ce soit en recherche ou dans les installations hospitalières.

L’organisme sans but lucratif canadien CMC Systems, qui gère le Réseau national de conception du Canada, composé de 10 000 participants universitaires et 1 000 entreprises, qui conçoivent des innovations en micronanotechnologies, collaborera aussi avec la nouvelle chaire.

De plus, l’IQ s’est associé cet été avec le géant IBM pour la création d’un espace dédié au CQ sur le campus. Celui-ci sera muni de son propre système informatique de 53 qubits, le plus gros calculateur quantique universel accessible en ce moment sur le marché.

QU’EST-CE QUE LE CALCUL QUANTIQUE ?

Les principes de la physique quantique donnent accès à un nouvel outil de calcul. En informatique classique, les opérations sont effectuées grâce à la manipulation de bits; en calcul quantique, la plus petite unité d’information est nommée qubit.

Les bits ordinaires n’ont que deux valeurs possibles et mutuellement exclusives; soit 0 ou 1. Toutefois, les qubits peuvent avoir théoriquement ces deux valeurs en même temps. C’est ce qu’on appelle la superposition des états.

Essentiellement, c’est cette caractéristique des qubits qui permettrait de résoudre des équations habituellement compilées une à la fois, en informatique classique, en une seule opération en calcul quantique. La vitesse de calcul des ordinateurs pourrait ainsi être augmentée de façon prodigieuse.

L’an dernier, grâce à son processeur Sycamore de 54 qubits, Google a affirmé avoir complété en 200 secondes, un calcul qui aurait demandé 10 000 années de travail au plus puissant des superordinateurs.

 

 

 

Un commentaire
  1. J’ai une question….Etant donné bles possibilités d’intrication quantique, n’y aurair-il pas moyen que un ou plusieurs ordinateurs quantiques puissent communiquer instantanément peu importe la distance?

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